Владимир Молодцов - Пилотируемые космические полеты

• обосновать необходимость создания ракеты-носителя «Нова», отвергнутой создателями программы «Аполлон», и ее грузоподъемность;

• подготовить «почву» для последующего развития ядерных ракетных двигателей, также не нашедших применения в программе «Аполлон».

Первая стадия изучения завершилась в январе 1963 года, когда представители всех трех компаний представили отчеты. Инженеры из «Аэронутроник» сосредоточились на облетном корабле. При этом в качестве траектории ими был выбран попутный облет Венеры, как до пролета Марса, так и после него. Стартовая масса корабля на околоземной орбите должна была составлять 170 тонн, что позволило бы вывести весь марсианский комплекс на опорную орбиту с помощью одного пуска гигантской ракеты-носителя «Нова» с грузоподъемностью 225 тонн. Для разгона с опорной орбиты используется ядерный ракетный двигатель типа «Нерва». Разгон проходит в два этапа. На первом этапе использованные топливные баки отбрасываются, а топливо продолжает поступать из неотделяемых баков, которые служат в качестве дополнительной радиационной защиты для жилого модуля с камерой радиационной защиты, расположенного между этими баками. После выхода на трассу перелета еще два жилых модуля выдвигаются на телескопических штангах, и с помощью вращения создается искусственная гравитация. Энергопитание корабля в ходе полета обеспечивается радиоизотопным генератором SNAP-8.

При пролете Марса с борта корабля в атмосферу планеты сбрасываются автоматические исследовательские зонды. Перед подлетом к Земле от экспедиционного корабля отделяется возвращаемый аппарат с экипажем. С помощью автономной двигательный установки аппарат с несущим корпусом переводится на попадающую траекторию с одновременным снижением скорости. А экспедиционный корабль, пролетев мимо Земли, выходит на гелиоцентрическую орбиту. В качестве расчетной даты старта специалисты «Аэронутроник» выбрали астрономическое окно между 19 июля и 16 августа 1970 года.

Специалисты «Дженерал Дайнэмикс» и «Локхид» в рамках первой стадии проекта EMPIRE рассматривали как пролетные, так и орбитальные космические корабли. Ведущим специалистом в «Дженерал Дайнэмикс» по проектированию межпланетных кораблей стал Краффт Эрике, еще один бывший коллега фон Брауна по Пенемюнде, один из участников разработки «Фау2». В 1945 году вместе с другими немецкими специалистами-ракетчиками он попал в США, а в 1953 году перешел в компанию «Дженерал Дайнэмикс». В конце 50-х годов К. Эрике увлекся изучением возможностей создания межпланетных кораблей для полетов к Венере и Марсу.

В представленном специалистами компании «Дженерал Дайнэмикс» отчете был рассмотрен полновесный марсианский экспедиционный комплекс за исключением марсианского посадочного корабля. Марсианская экспедиция, начало которой намечалось на 1975 год, состояла из трех кораблей модульной конструкции, один из которых был пилотируемым, а два – беспилотными. Беспилотные корабли представляют собой, по сути, склад запчастей для ремонта пилотируемого корабля в случае каких-либо отказов.

Каждый марсианский корабль состоит из следующих элементов.

Ступень М1 для разгона с околоземной орбиты и перевода корабля на трассу Земля-Марс, состоящая из шести топливных баков с жидким водородом разного диаметра (2 бака диаметром 18 метров, 2 бака диаметром 10 метров и 2 бака диаметром 7,5 метров) и 1-4 ядерных ракетных двигателей. Запас топлива на разгонной ступени составляет от 180 до 630 тонн.

Ступень М2 для торможения и выхода на орбиту Марса, состоящая из семи топливных баков диаметром 4,2 метра вокруг бака диаметром 6 метров и одного ЯРД. Запас топлива – от 110 до 330 тонн жидкого водорода.

Ступень М3 для ухода с орбиты Марса на трассу Марс-Земля аналогичная ступени М2, но с меньшим запасом топлива (от 60 до 120 тонн жидкого водорода).

Ступень М4 для замедления скорости перед подлетом к Земле с одним ядерным или химическим двигателем. При этом запас топлива для ЯРД составил бы от 5,3 до 9,7 тонны в одном баке диаметром 6 метров, а для ЖРД – от 7,5 до 15 тонн в двух баках.

Кабина экипажа вынесена далеко вперед, что позволяет уменьшить влияние радиации от работающих ЯРД, а также для создания искусственной гравитации. Для защиты от солнечных вспышек имеется камера радиационной защиты. Экипаж корабля состоит из восьми человек. В случае необходимости проведения ремонтных работ в открытом космосе на корабле имеются два космических такси, рассчитанных на одного космонавта. Для энергоснабжения используется радиоизотопный генератор SNAP-8, но могут быть применены и солнечные батареи. На всех кораблях, пилотируемых и беспилотных, есть спускаемый аппарат, напоминающий по форме командный модуль «Аполлона», для входа в атмосферу Земли и возвращения экипажа на родную планету.

При полете на орбите Марса предполагалось провести исследования как самой планеты, так и ее естественных спутников Фобоса и Деймоса с помощью автоматических аппаратов, включая забор грунта и доставку его на борт пилотируемого корабля. Хотя первая стадия проекта «Империя» не предусматривала высадку человека на поверхность Марса, все же специалисты «Дженерал Дайнэмикс» показали возможность включения в состав экспедиционного корабля марсианского посадочного модуля, рассчитанного на экипаж из двух человек и 7-дневное пребывание на поверхности планеты.

Для сборки такого экспедиционного корабля на околоземной орбите команда К. Эрике предполагала использовать лишь одну стыковку модулей, выведенных двумя пусками сверхмощной ракеты-носителя «Пост-Сатурн» с грузоподъемностью 450 тонн. В отчете компании «Дженерал Дайнэмикс» был предложен также график развития технологий для организации марсианской экспедиции в марте 1975 года.

Третьим из участников проекта «Империя» была компания «Локхид». В ее проекте также использовалась искусственная гравитация во время перелета, а возвращаемый аппарат походил на командный модуль «Аполлона». Правда, вместо радиоизотопного генератора для энергоснабжения предлагалась солнечная электродинамическая установка.

Чтобы «обкатать» новые идеи 6-7 июня 1963 года в Денвере прошел симпозиум Американского Астронавтического Общества, на котором присутствовали до 800 ученых и инженеров. Как и следовало ожидать, большинство его докладов было посвящено проблемам пилотируемого полета на Марс. В частности, Гарри Раппиз Бюро перспективных проектов Центра Маршалла, отметив огромную стартовую массу марсианских экспедиционных кораблей, предложил в целях уменьшения массы полезного груза отказаться от искусственной гравитации. В его докладе звучали и другие интересные предложения, например: использование аэроторможения в атмосфере Марса для выхода на его орбиту; полет по траектории с большим временем перелета, но минимальной энергетикой; использование одних и тех же двигателей для всех этапов полета (сбрасываются только баки).